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泵盖零件加工工艺分析及夹具设计,零件,加工,工艺,分析,夹具,设计
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课程设计说明书题 目 泵盖零件加工工艺分析及夹具设计班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 目录一 引言2二、零件的分析32.1零件的作用32.2、零件的工艺分析3三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图33.1、零件的结构与工艺分析43.2、毛坯的选择4四、选择加工方法，制定工艺路线54.1、机械加工工艺设计54.2、制定机械加工工艺路线6五、选择加工设备及刀具、夹具、量具75.1、选择加工设备与工艺设备75.2、确定工序尺寸9六、确定工序切削用量及基本时间106.2粗绞孔工步工步切削用量的计算116.3精绞孔工步工步切削用量的计算11七、泵盖的专用夹具设计117.1 专用夹具的特点127.2 专用夹具的设计要点137.3对钻、扩、铰18H7孔问题的提出和分析137.4定位基准的选择147.5 切削力及夹紧力计算157.6 定位误差分析157.7 钻套的设计167.8 夹具设计及操作简要说明18八 设计总结18附录20一 引言课程设计是一个实践性教学环节。它一方面要求学生在设计中能初步学会综合运用过去所学过的全部课程知识，另外也为以后搞好毕业设计做一次综合训练。通过课程设计，学生应在下述各方面得到锻炼：1熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论，在保证零件加工质量的前提下。正确地解决零件加工中的工艺过程的合理设计、工艺装备的选用及设计等有关问题，最后形成一定格式的机械加工工艺规程文件。 2提高结构设计能力。学生通过亲手设计工艺装备的训练，应当掌握如何根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理、能保证加工质量的工艺装备来。3学会使用手册及有关资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，做到：了解资料、能找到资料和能熟练运用资料。 二、零件的分析2.1零件的作用 题目所给定的零件是液压油泵的泵盖。属于盖体类零件，它和其他零件一起装配液压泵的一个腔体结构用来储存、输送分配液压油。工作中，零件内表面要受到液压力的冲击，因此对零件的刚度有一定的要求，零件的A面要与其他零件相配合的表面，要有一定的尺寸精度和形位精度。2.2、零件的工艺分析 由于此零件是液压泵零件，起传递动力和液压油分配所以对密封性能要求较高。该零件的几组平面和有表面粗糙读和位置度要求。三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图3.1、零件的结构与工艺分析 由于泵体泵盖是组成泵的主要元件，该零件的平面需要有表面粗糙度和位置精度的要求。1） 泵盖的前端加工表面，粗糙度为12.5.2） 泵盖的后端加工表面，需要一定的尺寸和位置精度。3） 4个18/9的沉头孔，表面粗糙度为2.5.4） 18的孔，表面粗糙度为2.5.5） 2个8的孔，表面粗糙度为2.5.6） 2个5的孔，表面粗糙度为2.5.7） 1个螺纹孔M12，表面粗糙度为2.5.8） 1个8的深孔，表面粗糙度为2.5.3.2、毛坯的选择 由于该零件形状复杂，根据零件材料为HT200，生产类型为中批生产，因此采用金属型铸造毛坯。 选择毛坯及毛坯制方造法。 根据零件材料确定毛坯为铸件根据构形状、尺 寸大小和材料性能毛坯的铸造方法选用-低压铸造毛坯公差等级-IT9。 级球墨铸铁：在铁水（球墨生铁）浇注前加一定量的球化剂（硅，镁）使铸铁中石墨球化，由于碳以球状存在于铸件基体中，改善其对基体的割裂作用，球墨铸铁的抗拉强度，屈服强度，塑性，冲击韧性大大提高，并且有耐磨，减震。工艺性能好，成本低等优点因为零件。 要求无沙眼，所以在毛坯铸造时要注意气孔的产生气孔原因： 1）空气夾杂在熔汤中。 2）气体的来源：熔解时、在料管中、在模具中、离型剂。 改善方法： 1）适当的慢速。 2）检查流道转弯是否圆滑，截面积是否渐減。 3）检查逃气道面积是否够大，是否有被阻塞，位置是否位於最后充填的地方。 4）检查离型剂是否噴太多，模温是否太低 。 5）使用真空。四、选择加工方法，制定工艺路线4.1、机械加工工艺设计 本零件的加工面有圆、内孔、端面等，材料为HT200.参考设计指导书中表1-6到表1-20。其加工方法选择如下： 加工表面 粗糙度要求 公差等级 加工方法 前端盖12.5IT9粗铣半精铣18h7的孔2.5IT7钻粗铰精铰418/92.5IT7钻粗铰精铰28的孔2.5IT7钻精铰25的孔2.5IT7钻精铰24的孔钻扩孔M127H内螺纹2.5IT7钻精铰8的深孔2.5IT7钻精铰后端面粗铣4.2、制定机械加工工艺路线 制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。.工序顺序的安排机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，“先粗后精”原则，“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面，遵循“先面后孔”因此工序安排如下：工序1 时效处理。（消除铸件内应力）工序2 划线、在毛坏上标出两个5孔。工序3 粗铣端盖前后端面。工序4 半精铣前两端面。工序5 钻、精铰25的孔。工序6 钻、粗铰、精铰418/9孔。工序7 钻精铰8的深孔。工序8 钻、精铰内螺纹M12H7.工序9 钻扩孔24的孔.工序10 钻、精铰28的孔.工序11 钻、粗铰、精铰18h7的孔.工序12 去毛刺工序13 清洗。工序14 检测入库。五、选择加工设备及刀具、夹具、量具5.1、选择加工设备与工艺设备工序号工序名称机床设备刀具量具1时效处理（去铸件应力退火）2划线、在毛坏上标出5孔。3粗铣前后端面X5020A立式铣床端面铣刀游标卡尺4半精铣前端面X5020A立式铣床端面铣刀游标卡尺5钻、精铰25的孔Z525型立式钻床直柄麻花钻、铰刀游标卡尺、内径百分表6钻、粗铰、精铰418/9孔Z525型立式钻床麻花钻铰刀游标卡尺、内径百分表7钻精铰8的深孔。Z5125A立式钻床麻花钻铰刀游标卡尺、内径百分表8钻、精铰内螺纹M12H7.。Z525型立式钻床麻花钻铰刀游标卡尺、内径百分表9钻扩孔24的孔.Z525型立式钻床麻花钻扩孔钻游标卡尺、内径百分表10钻、精铰28的孔.Z525型立式钻床游标卡尺游标卡尺内径百分表11钻、粗铰、精铰18h7的孔.Z525型立式钻床麻花钻铰刀游标卡尺、内径百分表12去毛刺13清洗清洗机14检验入库百分表,三用游标卡尺检验样板,三棱平尺塞规5.2、确定工序尺寸 根据该泵盖零件的形位特点，由表2-1，可确定公差等级CT=10，再根据表2-3、2-4（设计指导书），得泵盖金属型铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量如表： 泵盖毛坯尺寸公差及机械加加工余量 项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm前后端面32.3M12H71.50.18418/91/0.20.18/0.1518h710.18250.20.12280.20.152420.2180.20.15六、确定工序切削用量及基本时间6.1钻孔工步切削用量的计算背吃刀量的确定，取=17mm。进给量的确定，由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。切削速度的计算，由表5-22，按工件材料为铸铁、硬度为160-210HBS的条件选择，切削速度可取为22m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速n=412，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度=545X3.14X17/1000=29.0。6.2粗绞孔工步工步切削用量的计算背吃刀量的确定，取=0.95mm。进给量的确定，由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。切削速度的计算，由表5-31，切削速度可取为4m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速n=9.8，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度=97X3.14X17.95/1000=5.46。6.3精绞孔工步工步切削用量的计算背吃刀量的确定，取=0.05mm。进给量的确定，由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。切削速度的计算，由表5-31，切削速度可取为6m/min。由公式（5-1）可求得该工序钻头转速119.3，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速=140。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度=140X3.14X18/1000=7.91。七、泵盖的专用夹具设计为了保证和提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。由老师分配的任务，我被要求设计工序70:钻、扩、铰18H7孔，选用机床：Z525立式钻床。所以在设计专用夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了蝶形螺母、螺栓、和快换垫圈组成的夹紧机构。本工序钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。7.1 专用夹具的特点1）保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸，公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2）提高生产效率专业夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的高效夹紧装置，以缩短辅助时间，以提高生产效率。3）工艺性好专用夹具的结构简单，合理，便于加工，装配，检验和维修。专用夹具的生产属于小批量生产。4）使用性好专用夹具的操作应简单，省力，安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑机构。5）经济型好除考虑专用夹具本身结构简单，标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。7.2 专用夹具的设计要点 确定各表面加工方案，在选择各表面孔的加工方法时，需综合考虑以下因素：（1）要考虑各表面的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2）根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。（3）要考虑被加工材料的性质。（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。（5）此外，还要考虑一些其他因素，如加工表面的物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。7.3对钻、扩、铰18H7孔问题的提出和分析 本次设计的专用夹具主要用于钻、扩、铰18H7孔，与其他面没有任何要求，本道工序加工精度要求不高，因此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。为了保证和提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。由老师分配的任务，我被要求设计工序70:钻、扩、铰18H7孔，选用机床：Z525立式钻床。所以在设计专用夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了蝶形螺母、螺栓、和快换垫圈组成的夹紧机构。本工序钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。7.4定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。由于该零件所设计的为钻、扩、铰18H7孔的夹具，工件左端面及两侧面作为定位面，本套设计定位方案，两支承板与工件左端面相配合限制三个自由度（即X轴转动、Y轴转动、Z轴移动），另一支承板相配合限制两个自由度（即Y轴移动、Z轴转动），螺栓与一侧面相配合限制一个自由度（即X轴移动），这样工件被完全定位。7.5 切削力及夹紧力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中：D=18mm 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。7.6 定位误差分析 一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形状公差为0.28，根据经验公式，易知此结果符合。7.7 钻套的设计对于18H7孔加工需钻、扩、铰，因为钻后还要扩、铰，为了我们钻后能及时的的扩、铰。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：即先用17的麻花钻钻孔。查机床夹具标准件可知17相配的快换钻套的具体结构如下图4.7-1所示： 图 4.7-1 快换钻套具体的尺寸如下图4.7-2所示： 图 4.7-2 钻套尺寸因为快换钻套和夹具体是间隙配合，加工的时间快换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，由上图可知与17快换钻套相配的螺钉的尺寸为M6，查机床夹具标准件可知，M6快换钻套压紧螺钉的具体结构如下图4.7-3所示 图 4.7-3 钻套螺钉具体的尺寸如下图4.7-4所示 图 4.7-4 钻套螺钉尺寸7.8 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了蝶形螺母、螺栓、和快换垫圈组成的夹紧机构。本工序钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。八 设计总结 在这次设计过程中，使我真正的认
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